熱力發(fā)電廠-第5章

第5章

熱力發(fā)電廠優(yōu)化運行與調整5.1熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)主要設備運行與調整5.2熱力發(fā)電廠主要熱力系統(tǒng)優(yōu)化運行與調整5.3熱力發(fā)電廠調峰經濟運行方式

5.4運行參數的監(jiān)視與調整5.5并列運行單元機組之間負荷經濟分配第5章

熱力發(fā)電廠優(yōu)化運行與調整5.1熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)

主要設備運行與調整5.1.1回熱加熱器運行與調整 5.1.2除氧器運行與調整 5.1.3凝汽設備的運行與調整 5.1.4給水泵運行與調整 5.1.1回熱加熱器運行與調整一、回熱系統(tǒng)正常運行的重要性1.機組回熱系統(tǒng)構成：回熱加熱器的抽汽（加熱蒸汽）、疏水、抽空氣系統(tǒng)和主凝水、主給水、除氧器等系統(tǒng)。

2.重要性：對鍋爐、汽輪機、給水泵的安全可靠運行，和熱經濟性的影響很大。

如：給水回熱加熱器的完好率、高壓加熱器的投運率、低壓加熱器投運情況，都會影響機組的熱經濟性；還會影響機組的出力，使推力軸承受到的應力超出設計值，危及設備安全。二、加熱器的投運和停用方式

1.加熱器的投運和停用方式規(guī)定：我國溫升率為≤5℃/min，溫降率為≤2℃/min。而美國FOSTERWHEEL(FW)公司規(guī)定的溫升率、溫降率均為1.85℃/min。

2.汽輪機組和加熱器的狀態(tài)不同，加熱器的投入和停用方式也不同，如表所示。加熱器的投入和停用方式三、運行中監(jiān)督1.加熱器水位（加熱器汽側水位過高、過低，不僅影響回熱經濟性，還威脅機組的安全運行。）

（1）水位過高，將淹沒部分傳熱面積引起汽壓擺動或升高，水可能從抽汽管倒流入汽輪機造成水擊，使抽汽管，加熱器殼體產生振動。（2）水位過低或無水位，蒸汽經疏水管流進相鄰壓力較低一級加熱器，排擠該低壓抽汽，降低熱經濟性，并可能使該級加熱器汽側超壓、尾部管束受到沖蝕（對內置式疏冷器危害尤甚），同時加速對疏水管、閥門的沖刷和汽蝕。2.加熱器出口水溫（加熱器出口水溫應維持設計值，若低于設計值，將使高壓抽汽增加，低壓抽汽減少，回熱的熱經濟性下降。）出口水溫降低的主要原因為：

（1）端差增大其原因可能是加熱器的受熱面結垢、汽側主要抽空氣不良、使傳熱系數值減小，水位過高淹沒受熱面，或水側旁路門漏水引起的。（2）抽汽管壓降增大如進汽閥或逆止閥開度不足或卡澀等原因造成。（3）保護裝置失靈

所以：應定期進行抽汽逆止閥的嚴密性試驗，高壓加熱器自動保護裝置的試驗。5.1.2除氧器運行與調整一、除氧器滑壓運行的經濟性分析除氧器的運行方式：1.定壓除氧

2.滑壓除氧滑壓運行除氧器在滑壓范圍內的加熱蒸汽壓力、隨主機負荷而變動(滑壓)、無蒸汽節(jié)流損失。定壓除氧器卻必須在進汽管上裝壓力調節(jié)閥，以維持除氧器工作壓力為某定值(定壓)，這就帶來壓力調節(jié)的蒸汽節(jié)流損失。在相當高的低負荷(如70%)時就必須切換到壓力更高的某級回熱抽汽壓力時尤甚，如圖5-1所示。所以定壓降氧器難以適應調峰，現在的電網情況是大機組也要承擔調峰。圖5-1除氧器不同運行方式的熱經濟性二、機組負荷變化對除氧器滑壓運行的影響（一）滑壓除氧器的安全運行滑壓除氧器在汽輪機組額定工況下運行，與定壓除氧器基本相同，除氧器出口水溫與除氧器工作壓力下的飽和水溫度是一致的。但是，汽輪機組負荷驟變時，對除氧效果、給水泵的安全運行有截然不同的重大影響?；瑝撼跗骷捌浣o水泵連接方式（二）汽輪機組負荷驟變對除氧效果，給水泵汽蝕的影響（三）除氧器的滑壓運行對給水泵入口汽蝕的影響給水泵的有效凈正吸水頭

和必需凈正吸水頭的

在穩(wěn)壓工況下，與流量Q的關系如圖所示。圖5-3給水泵的Q-H曲線圖5-4NPSHr與NPSHa的關系

1-吸入口壓降；2-流道壓降；3-增壓

給水泵不汽蝕的基本條件是泵入口的有效汽蝕余量

應大于必需的汽蝕余量，即

或防止給水泵汽蝕的有效富裕壓頭應大于零，即

式中：為定值為變量

（四）驟降電負荷給水泵汽蝕的H-τ圖分析圖5-5的縱座標為壓頭H,m；橫座標為時間τmin。按不同工況分析如下：圖5-5驟降電負荷給水泵汽蝕的H-τ圖（五）滑壓除氧器防止給水泵汽蝕的技術措施

1.提高靜壓頭Hd；2.改善泵的結構、采用低轉速前置泵3.降低下降管道的壓降p；4.縮短滯后時間；5.減緩暫態(tài)過程滑壓除氧器壓力Pd

下降。三、除氧器運行（一）除氧器的啟動與停運除氧器在運行中必須具備的條件：1、除氧器中的水必須被加熱到除氧器壓力下的飽和溫度；2、淋水盤邊緣不能溢流，而造成汽流阻塞和蒸汽的瞬間凝結；3、及時排出水中分離出來的氣體；（二）自生沸騰現象及防止除氧器匯集了廠內的各種疏水和余汽，當疏水溫度高于除氧器內的飽和溫度時，進入除氧器內的一部分水要汽化成為蒸汽，它要排擠掉一部分用汽，嚴重時會使供汽量為零。自生沸騰的汽流旋渦發(fā)生在除氧塔的下部，會使塔內壓力升高，即降低了經濟性又惡化了除氧效果。防止自生沸騰：有效控制進入除氧器的余汽量和疏水量。（三）除氧器運行中的監(jiān)督和調整除氧器正常運行時需要監(jiān)督的參數：溶氧量、汽壓、水溫和水位等。1.溶解氧的監(jiān)督運行中與溶解氧有關的有：①排氣閥的開度；②一、二次加熱蒸汽的比例；③主凝結水流量及溫度的變化；④補水率的調整；⑤給水箱中再沸騰管的良好運行；⑥疏水箱來的疏水宜連續(xù)均勻小流量地投運等。應通過取樣監(jiān)視給水含氧量。

2.除氧器壓力和溫度的監(jiān)督除氧器必須加熱給水至除氧器壓力下的飽和溫度，才能達到穩(wěn)定的除氧效果。定壓運行除氧器運行中必須保持壓力穩(wěn)定，它是通過加熱蒸汽壓力調節(jié)閥實現自動調節(jié)。滑壓運行除氧器的工作壓力隨負荷的增加而升高，負荷達至額定值時其工作壓力也達到最大值。當除氧器工作壓力降至不能維持除氧器額定工作壓力時，應自動開啟高一級抽汽電動隔離閥；當除氧器壓力升高至額定工作壓力的1.2倍時，應自動關閉加熱蒸汽壓力調節(jié)閥前的電動隔離閥；當壓力升高至額定工作壓力的1.25～1.3倍時，安全閥應動作；當除氧

器工作壓力升高至額定工作壓力的1.5倍時（此時一般是切換到高一級抽汽運行），應自動關閉高一級抽汽切換蒸汽電動隔離閥。3.水位調節(jié)運行中除氧器水箱的水位應維持規(guī)定的正常水位，它表明水箱有足夠的有效儲水量，水位穩(wěn)定，保證給水泵不汽蝕。如果水位過低會使給水泵入口富裕靜壓頭減少，影響給水泵安全工作；如果水位過高會使給水經汽輪機抽汽管倒流至汽輪機引起水擊事故或給水箱滿水、

除氧器振動。排氣帶水等。故維持水箱的正常水位是極為重要的，為此應設有水箱水位自動調節(jié)器和水箱高、低水位報警裝置及保護。水位高I值，報警；高II值，報警，并自動開溢水電動門；高III值，自動關閉其汽源。水位低I值，報警；低II值，自動開大凝汽器的補水門。（四）除氧器在運行中的常見故障除氧器在運行中常常會發(fā)生一些異常情況，如排氣帶水、振動、U型溢水管的水封被沖破等。1．排氣帶水(簡稱跑水)排汽帶水的原因是排汽量過大或除氧器內加熱不足。2．除氧器的振動除氧器振動的原因有：啟動時暖管不充分，突然進入大量低溫水，造成汽、水沖擊；淋水盤式除氧器負荷過載，盤內水溢流阻塞汽流通道；再循環(huán)管的流速過高；除氧器結構有缺陷，如淋水盤嚴重缺陷，淋水孔堵塞，噴嘴銹蝕不能正常工作，填料移位等。5.1.3凝汽設備的運行與調整凝汽設備是凝汽式汽輪機設備的一個重要組成部分，其工作的好壞將直接影響到整個機組的熱經濟性和可靠性。凝汽設備運行時，主要監(jiān)視的指標有：(1)凝汽器中的真空或排汽壓力；(2)凝汽器進口蒸汽溫度；(3)凝汽器冷卻水進、出口溫度；(4)凝汽器出口凝結水溫度；(5)循環(huán)水泵的耗功；(6)循環(huán)水在凝汽器中的水阻。1.影響排汽壓力的因素tc=tc1

t

t

t＝tc2－tc1t=tctc2式中：tc1、tc2—冷卻水進、出口溫度，℃；t—冷卻水溫升，一般在6～12℃；

t—凝汽器傳熱端差，一般在3～10℃范圍內變化。凝汽器凝結水過冷度的監(jiān)視及調整導致凝汽器運行中凝結水過冷的原因主要有：凝汽器冷卻水管束排列不佳或管束過密。凝汽器內積存空氣。凝汽器水位過高。5.1.4給水泵運行與調整給水泵的任務是保證鍋爐安全用水。其運行狀態(tài)的好壞直接影響到發(fā)電廠的安全、經濟運行。所以保證給水泵安全、經濟運行，是發(fā)電廠運行工作的主要任務之一。給水泵的工作特點是在高溫、高壓、高速條件下運行，其技術條件要求高，在運行、維護與操作不當時，很容易引起事故。啟動前的主要準備工作若給水泵是配合它的出、入口管路一起檢修后的第一次啟動，則在給水泵入口管上應安裝過濾網，以防止入口管路內的雜物進入泵內而引起事故。對檢修后的給水泵出入口管路，在投入運行前，應先排除管內空氣，以防止管內形成氣囊，影響管路的通水能力。圖5-7為給水泵出入口管路檢修后的排氣示意圖。圖5-7給水泵出入口管路檢修后的排氣示意圖1—排氣絲堵2—排氣閥3—排水閥啟動按照運行規(guī)程的要求完成啟動前的檢查、準備工作后，在得到監(jiān)護人員或啟動指揮人員的同意后才可啟動給水泵。檢測給水泵及電動機各軸承的垂直與輻向振動值，最大不得超過0.05mm。檢查給水泵盤根，不得過熱，滴水量應適當。一切檢查正常后，緩慢開啟給水泵出口閥。給水泵投入運行，給水系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)時，可投入連鎖開關。5.2熱力發(fā)電廠主要熱力系統(tǒng)優(yōu)化運行與調整

5.2.1提高熱力發(fā)電廠運行經濟性的途徑 5.2.2熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)運行與調整 5.2.1提高熱力發(fā)電廠運行經濟性的途徑1．單元機組的技術經濟小指標在運行中，常把單元機組的標準煤耗率和廠用電率等主要經濟指標分解成能量轉換過程各環(huán)節(jié)對應的技術經濟小指標。只要控制了這些小指標，也就控制了各環(huán)節(jié)的效率，從而保證了機組的經濟性。鍋爐效率；主蒸汽壓力；主蒸汽溫度；凝汽器真空；凝汽器傳熱端差；凝結水過冷度；給水溫度；廠用輔機用電單耗。2．提高熱力發(fā)電廠運行經濟性的途徑(1)提高循環(huán)熱效率(2)維持各主要設備的經濟運行(3)降低廠用電率(4)提高自動裝置的投入率(5)提高單元機組運行的系統(tǒng)嚴密性5.2.2熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)運行與調整5.2.2.1熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)啟停發(fā)電廠各熱力系統(tǒng)與其主、輔熱力設備構成一個有機的整體，在機組啟、停過程中，各熱力系統(tǒng)根據機組的要求進行相應投、停。由于機組的形式、容量、參數、結構各不相同，所以其啟、停的方式也有所不同。本節(jié)以現代大型凝汽式機組冷態(tài)滑啟、滑停方式為例，介紹發(fā)電廠各熱力系統(tǒng)的投、停順序。5.2.2.2主蒸汽、再熱蒸汽和旁路系統(tǒng)運行與調整主蒸汽、再熱蒸汽和旁路系統(tǒng)都屬于高溫高壓蒸汽管道。這些高溫高壓管道及其附件，在運行中容易產生裂紋和損壞，其主要原因有兩個：一是高溫蠕變，即管道及其附件經過長時間在高溫高壓狀態(tài)下運行逐漸形成裂紋，最后導致破裂；二是由于機組啟停時，管道及其附件中工作介質溫度的改變，使管道承受溫差熱應力，在交變應力的作用下，材料產生疲勞形成裂紋，最后導致破裂。因此在管道運行中必須采用適當的方式，限制管道內的溫度及溫度的變化速度，以滿足機組在啟、停、正常運行和事故工況下的運行要求，確保機組安全經濟運行。5.2.2.3回熱抽汽系統(tǒng)運行與調整加熱器作為電廠的重要輔機，它們的正常運行與否，對電廠的安全、經濟性影響很大。機組實際運行的安全性和經濟性，首先與設計、制造和安裝有關，與電廠中嚴格、科學的管理分不開。5.2.2.4回熱加熱器疏水與放氣系統(tǒng)運行與調整1.啟動和停機啟動前，加熱器和除氧器的所有啟動放氣閥應處于開啟位置。啟動期間，由于啟動時各級抽汽壓力較低，如果相鄰兩級加熱器間壓差不足以克服疏水管道阻力損失和靜水頭，則加熱器內水位上升時，高壓加熱器疏水會通過啟動疏水閥排至啟動疏水擴容器，或通過事故疏水閥排入事故疏水擴容器。低壓加熱器疏水通過啟動疏水閥進入凝汽器。若短期停運，高壓加熱器的所有進汽、進水閥和放水、放氣閥嚴密關閉，使高壓加熱器慢慢冷卻并保持密閉，防止空氣漏入。凝汽器抽真空系統(tǒng)繼續(xù)運行，使汽輪機抽汽管道、各低壓加熱器及其疏水管道處于真空狀態(tài)并保持干燥，這樣可防止設備和管道氧腐蝕。若長期停運，可通過氮氣供應系統(tǒng)向各設備進行充氮保護。2.正常運行機組正常運行時，正常疏水調節(jié)閥由各加熱器水位信號控制，自動維持加熱器正常水位。各加熱器連續(xù)放氣閥處于開啟狀態(tài)，加熱器疏水與放氣系統(tǒng)的所有啟動閥均關閉。

3.非正常運行加熱器出現高水位時，應打開事故疏水閥。如果水位繼續(xù)升高，則應關閉上一級加熱器的正常疏水閥，停止上一級疏水的進入，同時開啟上一級加熱器的事故疏水閥，保證上一級加熱器的正常疏水。當水位升高到上限值時，由水位信號連鎖關閉抽汽管道上的電動隔離閥和止回閥，加熱器解列。5.2.2.5抽真空系統(tǒng)運行與調整1．啟動和停運由于水環(huán)式真空泵是利用水工作的，所以真空泵啟動前必須投入工作水回路，由分離器的補充水閥向分離器進水至正常水位，向泵內灌水，灌水高度不應超過泵軸的高度。開啟與凝汽器相連空氣管道上的閘閥，合上電動機電源，真空泵啟動，注意抽氣管道上的氣動蝶閥自動開啟。當電動機速度達到額定值時，開啟冷卻器的冷卻水進水閥。待系統(tǒng)呈真空時，關閉真空破壞閥，并送上水封。在機組啟動時，需抽的空氣量較大，要求所有的真空泵并列運行。系統(tǒng)停運時，先停運真空泵，并注意抽氣管上的氣動蝶閥自動關閉，同時注意凝汽器真空的變化，停止工作水系統(tǒng)。若較長時間停運，應放盡泵中的積水。5.2.2.6給水系統(tǒng)運行與調整600MW機組的給水系統(tǒng)全面性熱力系統(tǒng)5.2.2.7熱力發(fā)電廠軸封系統(tǒng)的運行與調整1．啟動確認軸封蒸汽系統(tǒng)已具備投運的條件。開啟汽源供汽閥門，對軸封蒸汽系統(tǒng)中有關供汽設備和管道進行暖管和疏水，以防止凝結水進入軸封蒸汽系統(tǒng)。汽輪機冷態(tài)啟動時，凝汽器開始抽真空之前或同時向軸封供汽。但在熱態(tài)啟動時，必須先投軸封蒸汽系統(tǒng)再抽真空，以使機組熱應力減至最小并縮短啟動時間。2．正常運行在機組正常運行時，調整并保持供汽壓力，溫度穩(wěn)定在正常值，維持漏汽腔室處于微負壓狀態(tài)。在機組各種運行工況下，保證軸封蒸汽系統(tǒng)的正常工作。3．停機汽輪機解列打閘停機后，軸封蒸汽系統(tǒng)仍需繼續(xù)供汽，以防止冷空氣漏入汽輪機內部，過快地局部降低金屬溫度而引起熱應力。5.3熱力發(fā)電廠調峰

經濟運行方式

5.3.1熱力發(fā)電廠調峰運行方式 5.3.2低負荷調峰運行方式的經濟性 5.3.3機組啟動和停機過程的經濟損失5.3.4機組調峰運行方式的經濟性比較 5.3.1熱力發(fā)電廠調峰運行方式在現代電力用戶的條件下，運行實踐中常用下述四種方法來度過電力負荷曲線的低谷。兩班制調峰運行方式低負荷調峰運行方式少汽無功調峰運行方式低速旋轉熱備用調峰運行方式5.3.2低負荷調峰運行方式的經濟性通過調節(jié)機組負荷以適應電網峰谷負荷的需要稱為變負荷調峰運行。低負荷運行時機組的效率高壓缸內各段溫度的變化汽溫控制特性的改善機組循環(huán)熱效率給水泵耗功及廠用電低負荷運行時的熱耗及煤耗5.3.3機組啟動和停機過程的經濟損失機組啟停過程的熱能損失與機組型式、容量、管道系統(tǒng)及啟停方式有關，啟停損失可以通過實驗或理論估算確定。機組啟停過程，一般可分為以下幾個階段(1)停機降負荷過程；(2)機組停運過程；(3)鍋爐點火準備階段；(4)點火、升壓、沖轉；(5)升負荷過程；(6)設備的熱狀態(tài)穩(wěn)定過程。5.3.4機組調峰運行方式的經濟性比較不同調峰運行方式的能量損失是互有差異的，機組啟停的時間長，能量損失大，但是設備的壽命損耗小。實際運行中，應根據電網的調峰要求，結合設備具體情況，綜合考慮壽命損耗、能量損失等情況選擇合理的調峰運行方式。對于不同調峰運行方式的評價，除了上述經濟性和轉子壽命損耗之外，還有其他一些因素需要考慮。5.4運行參數的監(jiān)視與調整

5.4.1直流鍋爐的運行調整 5.4.2汽輪機運行參數的監(jiān)視與調整5.4.1直流鍋爐的運行調整直流鍋爐運行調整特點直流鍋爐參數的變化能迅速適應工況的變動。直流鍋爐運行參數的調整單元機組中，直流鍋爐運行必須保證汽輪機所需要的蒸汽量、過熱蒸汽壓力和溫度的穩(wěn)定不變。其參數的穩(wěn)定主要取決于兩個平衡：汽輪機功率與鍋爐蒸發(fā)量的平衡；燃料與給水的平衡。第一個平衡能穩(wěn)住汽壓，第二個平衡能穩(wěn)住汽溫。5.4.2汽輪機運行參數的監(jiān)視與調整汽輪機運行時，蒸汽的初、終參數有時會偏離設計值。蒸汽參數在一定范圍內的波動，在運行上不僅是允許的，而且實際上也是難以避免的。這種波動在允許范圍內變化時，只影響汽輪機的經濟性，不影響安全性。但當這種波動超過偏差允許的范圍時，則不但會引起汽輪機功率及各項經濟指標的變化，還可能使汽輪機通流部分某些零部件的受力狀況發(fā)生變化，危及汽輪機的安全性。主蒸汽壓力的監(jiān)視與調整主蒸汽溫度的監(jiān)視與調整再熱蒸汽參數的監(jiān)視與調整凝汽器真空的監(jiān)視和調整5.5并列運行單元機組之間負荷經濟分配

5.5.1電力負荷曲線與工況系數 5.5.2熱力發(fā)電廠的電能成本 5.5.3熱力發(fā)電廠單元機組的耗量特性5.5.4單元機組的負荷經濟分配 5.5.1電力負荷曲線與工況系數電力系統(tǒng)的電力負荷曲線，是根據所在地區(qū)電力負荷特點與用電負荷大小預測出來的，而系統(tǒng)中并列運行的電廠，其負荷曲線是根據電力系統(tǒng)經濟調度來決定的，它與電廠在系統(tǒng)中的地位和作用有關。電力負荷曲線可表示為日負荷曲線和年負荷曲線兩種。前者表示一天內負荷隨時間的變化關系，后者表示一年內負荷隨時間的變化關系。圖5-12熱力發(fā)電廠全日負荷曲線圖圖5-13年負荷曲線熱力發(fā)電廠電力負荷曲線中的負荷預測根據目的的不同可以分為超短期、短期、中期和長期四種。(l)超短期負荷預測是指未來1h以內的負荷預測，在安全監(jiān)視狀態(tài)下，往往需要5~10s或1~5min的預測值；預防性控制和緊急狀態(tài)處理需要l0min至1h的預測值。(2)短期負荷預測是指日負荷預測和周負荷預測，是制定目前發(fā)電計劃的基礎。分別用于安排日調度計劃和周調度計劃，包括確定機組啟停、負荷經濟分配和設備檢修等。對短期預測，需充分研究電網負荷變化規(guī)律，分析負荷變化相關因素，特別是天氣因素、日類型等和短期負荷變化的關系。(3)中期負荷預測是指月至年的負荷預測。主要是確定機組運行方式和設備大修計劃等。(4)長期負荷預測是指未來3～5年甚至更長時間段內的負荷預測，主要是根據國民經濟的發(fā)展和對電力負荷的需求，所作的熱力發(fā)電廠改造和擴建工作的遠景規(guī)劃。工況系數電力系統(tǒng)或發(fā)電廠為確保安全、優(yōu)質、按量對用戶供電，同時也是對自屬設備檢修的需要，其裝機容量總是要比其實際運行的工作容量大。一般采用平均負荷、平均負荷系數、全年設備利用小時數和設備利用系數來評價電力系統(tǒng)或發(fā)電廠對裝機容量的有效利用程度。1．平均負荷Pav平均負荷是指電力系統(tǒng)或發(fā)電廠在一段時間內總發(fā)電量與這段時間的比值，即Pav=Wt/T式中Wt——電力系統(tǒng)或發(fā)電廠在一段時間內總發(fā)電量，kW·hT——電力系統(tǒng)或發(fā)電廠在一段時間(日、月和年)內的運行小時數，h。2．平均負荷系數μav電力系統(tǒng)或發(fā)電在一段時間內平均負荷與其同期內最大負荷的比值，稱為在該時期內的平均負荷系數，即μav=Pav/pma

式中pmax——電力系統(tǒng)或發(fā)電廠在一段時間(日、月和年)內的最大負荷，kW。平均負荷系數表示了電力系統(tǒng)或發(fā)電廠電力負荷曲線的形狀特征及負荷的均勻程度，它反映了負荷的變化程度及其投資和運行的經濟性，是電力系統(tǒng)或發(fā)電廠重要經濟指標之一。3．全年設備利用小時數Ts電力系統(tǒng)或發(fā)電廠全年設備利用小時數，是指全年生產的總電量按其總裝機容量的機組全部投入運行所持續(xù)的工作小時數，即:Ts=Wa/Pto式中Wa——電力系統(tǒng)或發(fā)電廠全年的發(fā)電量，kW·b；Pto—電力系統(tǒng)或發(fā)電廠的總裝機容量，kW。

年設備利用小時數反映了設備的有效利用程度，是電力系統(tǒng)或發(fā)電廠的運行經濟性的重要指標。它不表示電力系統(tǒng)或發(fā)電廠某一具體設備的實際運行小時數，因為它們都有備用容量，發(fā)電廠實際運行容量小于其裝機容量，因此，其年設備利用小時數要小于年實際運行小時數(8760h)。目前，我國隨著電力系統(tǒng)或發(fā)電廠單機容量及總裝機容量的增加，用電供求矛盾趨于緩和，年設備利用小時數一般為5500～6000h。4．設備利用系數設備利用系數是反映生產設備在數量、時間等方面的利用情況指標。(1)設備需用率μs.表示發(fā)電設備容量利用程度的指標，它是指發(fā)電的最大負荷與發(fā)電設備容量的百分比，即μs=(pmax/Pto)×100%(2)設備的平均利用率μ.反映發(fā)電設備利用程度的指標，它是指年設備利用小時數與全年日歷小時數的百分比，其計算式為：μ=(Ts/T)×100%式中T——全年日歷小時數，一般按8760h計。5.5.2熱力發(fā)電廠的電能成本電能成本及其計算概述：成本：反映企業(yè)經濟活動的一個綜合性指標。成本核算：把企業(yè)在生產和銷售產品過程中發(fā)生的各種消耗和費用加以歸集、分配，確定各種產品的總成本和單位成本，以反映一個企業(yè)的經營管理水平，勞動生產率、設備的有效利用程度，資金的有效使用程度，企業(yè)的盈利或虧損等。電能成本：全面評定一個電力網或各個發(fā)電廠工作質量的總經濟指標。2.電能生產成本費用及構成燃料費用Frl

燃料費用是指熱力發(fā)電廠直接用于生產電能、熱能所消耗的各種燃料的費用。目前其費用要占整個電能成本的80％左右。燃料費用的計算公式Frl=B1Jr1+B2Jr2+…+BnJrn（5-15）式中:B1、B2、…、Bn—熱力發(fā)電廠各種燃料的消耗量，t；

Jr1、Jr2、…、Jrn—熱力發(fā)電廠各種燃料的單價，包括運費及損耗等費用，元/t。材料費用Fcl

材料費是指熱力發(fā)電廠的生產和管理部門用于生產運行設備、房屋等設施的維修和中、小修等消耗的材料、備品、配件，消耗性工具(包括勞動安全用的工具)等費用。水費Fsh

水費是指為發(fā)電、供熱而用的外購水費。水費的計算公式Fsh=DsJs

（5-16）式中Ds——熱力發(fā)電廠外購水量，tJs——熱力發(fā)電廠外購水的單價，元/t?；菊叟f費用Fzj

固定資產設備在使用過程中必然逐漸損耗，所以它的價值是隨著實物的磨損而日漸減少，并以折舊形式計入產品成本。這部分損耗的價值稱為折舊費用，折舊費用按國家規(guī)定的折舊率計算。修理費用Fxl

為了保證生產正常進行，必須對設備進行定期檢修。設備大修時間間隔一般為1至2年。大修檢修費用比較多，有時需用更換某些設備和零、部件，若將設備大修檢修費用直接計入生產成本，則會影響電能成本，不利于成本核算與管理。所以按照折舊提存的辦法，從固定資產的年度折舊費用中提取一部分，作為熱力發(fā)電廠的修理資金，用于熱力發(fā)電廠的大修費用。工資、福利和社保Fgz

計入電能成本中的工資、福利和社保是指人工成本，包括支付給全廠從業(yè)人員的勞動報酬總額、社會保障費、非在崗職工生活費、職工福利費、住房補貼、勞動保護費、教育經費、企業(yè)負擔養(yǎng)老金以及工會經費和其他人工費用開支等，是人工投入的成本反映。

購網電費Fgd購網電費是指發(fā)電廠為發(fā)電、供熱需要向電網購電的費用。制造及其它費用Fgt

制造及其他費用包括機械制造加工等以及辦公費、科研教育經費以、生產流動資金貸款利息等。3.電能成本計算電能成本的總費用Fzo熱力發(fā)電廠的電能成本的總費用就是以上計算出的各項費用之和，即Fzo=Frl+Fcl+Fsh+Fzj+Fxl+Fgz+Fgd+Fgt

單位電能成本按熱力發(fā)電廠的對外供電量Wfd計算，則單位電能成本為對外供單位電能所消耗的費用，即

Ffd

＝Fzo/Wfd

元/(KW·h)熱力發(fā)電廠向電網供電，供電管理部門按合同電價支付電費，電費是電廠的主要收入。發(fā)電成本的降低，取決于煤耗率的降低和廠用電率的降低，以及對外供電量的增加和發(fā)電設備利用率的提高。5.5.3熱力發(fā)電廠單元機組的耗量特性熱力發(fā)電廠單元機組的耗量特性就是單元機組在穩(wěn)定狀態(tài)運行時的燃料量和功率之間的關系。熱力發(fā)電廠單元機組的耗量特性是負荷經濟分配計算的基礎，其數據的精確性對計算結果有著直接的影響。單元機組的耗量特性可以表示為

B=f(P)(5-20)式中B—燃料消耗量，是每小時燃料消耗的標準煤量，t/h；P—汽輪發(fā)電機組輸出功率，MW。采用燃料消耗量來度量單元機組的費用消耗，是一種很直接的做法，也是我國電力系統(tǒng)一直采用的方法。典型的熱力發(fā)電廠單元機組耗量特性如圖所示為了得到單元機組的耗量特性，電力企業(yè)經常采用的辦法有兩種：(1)根據單元機組較長時間的運行記錄和試驗運行點數據，得出單元機組的耗量特性。(2)將制造廠商的設計數據和長期運行的數據結合，得出單元機組的耗量特性。另外，值得注意的是：目前部分熱力發(fā)電廠已經實現了單元機組效率在線監(jiān)測，這樣就可以實時得出單元機組特性曲線，并編制出單元機組的耗量關系，從而使得單元機組間的負荷經濟調度的結果比離線測得單元機組耗量特性的結果更為準確。5.5.4單元機組的負荷經濟分配負荷等微增率的負荷經濟分配負荷等微增率分配原則單元機組供電微增煤耗率ru由組成單元的鍋爐、汽輪發(fā)電機組、所有廠用蒸汽、廠用輔助設備的廠用電和變壓器(變壓器微增電耗率因變化不大取1)等的微增能耗組成。圖5-16單元機組煤耗特性假定電廠內并列運行單元機組之間的組合是給定的(有n臺單元機組共同承擔負荷)，在某一時刻所需的負荷為P，經濟分配負荷使該廠的總煤耗為最小，其數學表達式為P＝P1+P2+…+Pn＝const(5-21)B＝B1+B2+…+Bn＝min式中P為所需的總負荷；B為電廠的總煤耗量；Pj(j＝1，2，…，n)為第j個單元機組承擔的負荷；Bj(j＝1，2，…，n)為第j臺單元機組的煤耗量。經濟分配負荷問題，即數學上的等式約束條件下求多變量函數的極值問題，式(5-21)中第一式為等式約束條件，其第二式是優(yōu)化目標函數，即在滿足第一式的條件下，使第二式為最小值。應用拉格朗日乘子法，將條件極值問題轉化為無條件極值問題求解，對W＝P1+P2+…+Pn-P引入待定乘子A及拉格朗日函數L＝B-AW。條件極值的必要條件為附加目標函數L的一階偏導數為零，其充分條件為L的二階偏導數大于零，則存在極小值。以P1+P2+…+Pn為多變量，求附加目標函數L的無條件極值，即L對多變量Pj的一階導數為零，則（5-22）每一單元機組的煤耗量僅僅與其自身的煤耗特性有關，故

（5-23）另外，當電廠承擔的總功率P為一定值時，有（5-24）將式（5-22）、式（5-23）代入式（5-24），得（5-25）ru稱為并列運行單元機組供電總微增煤耗率。式（5-25）即為單元機組供電等微增煤耗率方程。 其物理意義是，若全廠的燃料消耗微增率與各單元機組燃料消耗微增率相等，則全廠總燃料消耗量最少，即當電廠單元機組間負荷的分配達到了等燃料消耗微增率時，就實現了負荷的最佳分配。并列運行單元機組間負荷等微增率分配原則，即并列運行單元機組的微增煤耗率相等。等微增率法負荷經濟分配實例某電廠裝有兩臺600MW超臨界單元機組，平時單元機組負荷在50%～100%之間波動。這兩臺單元機組型號相同，但性能有差異。尤其是2號單元機組，低壓缸改造后，其效率優(yōu)于1號單元機組。為使單元機組在調峰過程中充分發(fā)揮其優(yōu)勢，該廠采用等微增法制定了負荷經濟分配方案。詳見教材2.動態(tài)規(guī)劃法的負荷經濟